一种油田用硫酸钡阻垢剂及其制备方法
阅读说明：本技术 一种油田用硫酸钡阻垢剂及其制备方法 (Barium sulfate scale inhibitor for oil field and preparation method thereof ) 是由 邱哓翠 王逵 张保利 向礼勇 樊博强 刘磊 樊亮亮 郭强 周娟 于 2021-09-10 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种油田用硫酸钡阻垢剂及其制备方法,按质量百分比由以下组分组成：聚环氧琥珀酸34～69％、马来酸-丙烯酸共聚物8～30％,乙二胺四甲叉磷酸钠16～50％,以上各组份的重量百分比总和为100％。本发明解决现有硫酸钡阻垢剂阻垢效果不理想、且阻垢效果单一的问题。(The invention discloses a barium sulfate scale inhibitor for oil fields and a preparation method thereof, wherein the barium sulfate scale inhibitor comprises the following components in percentage by mass: 34-69% of polyepoxysuccinic acid, 8-30% of maleic acid-acrylic acid copolymer and 16-50% of ethylene diamine tetramethylene sodium phosphate, wherein the total weight percentage of the components is 100%. The invention solves the problems of non-ideal scale inhibition effect and single scale inhibition effect of the existing barium sulfate scale inhibitor.)
技术领域
本发明属于油田精细化工技术领域，涉及一种油田用硫酸钡阻垢剂，还涉及上述油田用硫酸钡阻垢剂的制备方法。
背景技术
在油气田开发过程中，结垢是二次采油过程中遇到的一大难题，由于注入水多为处理后的油田采出水，与地层水可能存在化学不相容性，当注入水进入储层，不相容离子之间易发生反应造成结垢，另外，注入水的温度、压力、pH值等条件发生变化，破坏了储层各相间平衡，致使水与储层之间发生复杂的化学反应，也会造成结垢。结垢过程可以发生在储层、管道、集输设备等各个地方，垢的沉积会引起管道和设备的局部腐蚀，在短期内穿孔而破坏，结垢严重时会影响油气生产，甚至使油气井停产、报废，对油田造成重大的经济损失。
油气田产生的垢主要有CaCO3、CaSO4、BaSO4垢等，其中CaCO3、CaSO4垢易于清除，而且可以通过添加阻垢剂的方法有效预防结垢问题。BaSO4因其溶度积非常小，形成的硫酸钡垢结晶致密、坚硬、附着力强，一旦形成很难用一般的方法清除，危害很大，最好的方法是添加阻垢剂进行预防。目前，市面上的一些钡锶专用阻垢剂，阻BaSO4垢的效果并不是很理想，阻垢率大约为70％～85％。因此，研发出高效的硫酸钡阻垢剂迫在眉睫。
发明内容
本发明的目的是提供一种油田用硫酸钡阻垢剂，解决现有硫酸钡阻垢剂阻垢效果不理想、阻垢效果单一的问题。
本发明的另一目的是提供一种油田用硫酸钡阻垢剂的制备方法。
本发明所采用的技术方案是，一种油田用硫酸钡阻垢剂，聚环氧琥珀酸34～69％、马来酸-丙烯酸共聚物8～30％，乙二胺四甲叉磷酸钠16～50％，以上各组份的重量百分比总和为100％。
本发明所采用的另一技术方案是，一种油田用硫酸钡阻垢剂的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，按照质量百分比分别称取以下组分：聚环氧琥珀酸34～69％、马来酸-丙烯酸共聚物8～30％，乙二胺四甲叉磷酸钠16～50％，以上各组份的重量百分比总和为100％；
步骤2，将步骤1称取的各物质搅拌均匀，得到硫酸钡阻垢剂。
本发明的特征还在于，
步骤2中，搅拌时间为10～20min。
本发明的有益效果是，本发明一种油田用硫酸钡阻垢剂，对BaSO4、CaSO4均有非常优异的阻垢效果，对单一BaSO4和单一CaSO4的阻垢率均在90％以上；且本发明制备方法简单，易于操作，易于使用。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明提供一种油田用硫酸钡阻垢剂，按质量百分比由以下组分组成：聚环氧琥珀酸34～69％、马来酸-丙烯酸共聚物8～30％，乙二胺四甲叉磷酸钠16～50％，以上各组份的重量百分比总和为100％。
本发明还提供一种油田用硫酸钡阻垢剂的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，按照质量百分比分别称取以下组分：聚环氧琥珀酸34～69％、马来酸-丙烯酸共聚物8～30％，乙二胺四甲叉磷酸钠16～50％，以上各组份的重量百分比总和为100％；
步骤2，将步骤1称取的各物质搅拌10～20min至混合均匀，得到硫酸钡阻垢剂。
本发明油田用硫酸钡阻垢剂中聚环氧琥珀酸(PESA)，采用山东优索化工科技有限公司，是一种无磷、非氮的“绿色”环保型多元阻垢缓蚀剂，对水中的碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡有良好的阻垢分散性能，同时具有一定的缓蚀作用，生物降解性能好，应用范围广泛；
马来酸-丙烯酸共聚物(MA/AA)采用山东优索化工科技有限公司，是一种低分子量的聚电解质，由马来酸和丙烯酸按一定比例聚合制得，对碳酸盐等具有很强的分散作用，热稳定性高；
乙二胺四甲叉磷酸钠(EDTMPS)采用山东优索化工科技有限公司，是中性产品，是含氮有机多元膦酸盐，具有一定的缓蚀作用，在水溶液中能离解成8个正负离子，并与多个金属离子螯合，形成多个大分子网状络合物，化学稳定性和耐温性好。
实施例1
一种油田用硫酸钡阻垢剂的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，按照质量百分比分别称取以下组分：聚环氧琥珀酸34％、马来酸-丙烯酸共聚物16％，乙二胺四甲叉磷酸钠50％，以上各组份的重量百分比总和为100％；
步骤2，将步骤1称取的各物质搅拌20min至混合均匀，得到硫酸钡阻垢剂。
实施例2
一种油田用硫酸钡阻垢剂的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，按照质量百分比分别称取以下组分：聚环氧琥珀酸35％、马来酸-丙烯酸共聚物30％，乙二胺四甲叉磷酸钠35％，以上各组份的重量百分比总和为100％；
步骤2，将步骤1称取的各物质搅拌20min至混合均匀，得到硫酸钡阻垢剂。
实施例3
一种油田用硫酸钡阻垢剂的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，按照质量百分比分别称取以下组分：聚环氧琥珀酸60％、马来酸-丙烯酸共聚物10％，乙二胺四甲叉磷酸钠30％，以上各组份的重量百分比总和为100％；
步骤2，将步骤1称取的各物质搅拌15min至混合均匀，得到硫酸钡阻垢剂。
实施例4
一种油田用硫酸钡阻垢剂的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，按照质量百分比分别称取以下组分：聚环氧琥珀酸66％、马来酸-丙烯酸共聚物16％，乙二胺四甲叉磷酸钠16％，以上各组份的重量百分比总和为100％；
步骤2，将步骤1称取的各物质搅拌20min至混合均匀，得到硫酸钡阻垢剂。
实施例5
一种油田用硫酸钡阻垢剂的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，按照质量百分比分别称取以下组分：聚环氧琥珀酸69％、马来酸-丙烯酸共聚物8％，乙二胺四甲叉磷酸钠23％，以上各组份的重量百分比总和为100％；
步骤2，将步骤1称取的各物质搅拌10min至混合均匀，得到硫酸钡阻垢剂。
取上述油田用硫酸钡阻垢剂用去离子水配制成1g/L的阻垢剂溶液，根据石油天然气行业标准《油田用防垢剂性能评定方法》(SY/T 5673-1993)，采用静态阻垢法对硫酸钡阻垢剂性能进行评价，具体操作方法为：
(1)配制模拟地层水A和模拟注入水B，模拟地层水A的组成为NaCl 75g/L，BaCl2·2H2O 6.6g/L，模拟注入水B组成为NaCl 75g/L，Na2SO4 8.00g/L；
(2)取150mL蒸馏水于250mL容量瓶中，准确加入一定体积的模拟地层水A(使Ba2+含量为185.5mg/L)，准确加入一定体积的阻垢剂溶液(使阻垢剂含量为60mg/L)，静置10min，再边摇动边加入一定体积的模拟注入水B(使SO4 2-含量为270.5mg/L)，定容，摇匀，将上述溶液转入250mL的具塞磨口锥形瓶中，盖好瓶塞，放入70℃的水浴锅中，恒温半小时，待温度平衡后打开瓶塞放气，然后盖好瓶塞，在70℃的水浴中静置16h；
(3)实验中同时进行不加阻垢剂，其余步骤相同的空白1；
(4)实验中同时进行不加阻垢剂和模拟注入水B，其余步骤相同的空白2；
(5)在70℃水浴中静置16h后，取出磨口锥形瓶静置至室温，准确移取上层清液25mL于锥形瓶中，用EDTA法滴定溶液中的Ba2+含量。
(6)阻垢率计算
阻垢率性能用阻垢率表征，其百分数数值越大，阻垢性能越好，阻垢率E按下式计算：
E＝(V0-V1)/(V2-V1)×100％
式中：V0—加阻垢剂后滴定溶液中Ba2+浓度所需的EDTA标准溶液的体积，mL；
V1—滴定空白1溶液中Ba2+浓度所需的EDTA标准溶液的体积，mL；
V2—滴定空白2溶液中Ba2+浓度所需的EDTA标准溶液的体积，mL；
对上述配方中的硫酸钡阻垢剂和市面上的硫酸钡(BaSO4)专用阻垢剂通过实验测试数据做了对比，实验数据见表1：
表1阻垢剂技术参数对比
产品
配方/生产厂家
pH值
密度g/cm<sup>3</sup>
固含量％
阻垢率％
实施例1
/
4.0
1.309
≥34.0
90.32
实施例2
/
2.5
1.291
≥37.0
94.68
实施例3
/
4.5
1.351
≥36.0
98.84
实施例4
/
4.0
1.323
≥37.0
98.16
实施例5
/
5.0
1.319
≥34.0
97.23
SN-1
西安诚惠化工
1.0
1.109
16.4
73.49
HY-2
山东化友水处理
1.5
1.181
34.9
78.88
另外，还进行了实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5对硫酸钙(CaSO4)的阻垢效果评价，测得实施例1-实施例5对硫酸钙(CaSO4)的阻垢率分别为99.18％、99.49％、91.73％、90.42％、91.58％。经对比，本发明得到的硫酸钡阻垢剂的技术参数优于目前市面上常用的硫酸钡专用阻垢剂且对硫酸钙同样具有良好的阻垢效果。